一种铁路股道停留车检测方法与流程

本发明涉及列车位置检测，尤其涉及股道停留车的位置检测。

背景技术：

1、站内调车作业场景复杂，包括车辆的摘挂、转线、取送等。为确保安全平稳地实现机车或推进车辆与作业股道停留车的连挂，必须先知道股道停留车的准确位置，在主要依靠人工操作完成的调车作业中，需要调车长观察机车或推进车辆前端与股道停留车的距离，向司机发出十、五、三车调车信令，司机根据该信令控制机车或推进车辆的速度不超过相应限速。人工操作调车作业自动化水平低、作业效率低、劳动强度大、易发生安全事故，调车自动驾驶是目前站内调车的迫切需求，要实现调车自动驾驶，自动检测(定位)股道停留车是重要基础。

2、目前自动检测(定位)股道停留车的方法包括：

3、(1)在车厢上加装电子标签，同时在入场和出场位置设置电子标签识别装置，根据牵入和牵出的车辆综合判断当前股道内的车辆数目，并根据车辆数目和车型计算停留车长度。该方法存在的问题是：只能计算股道停留车数量和长度，无法判断停留车的精确位置。

4、(2)利用图像采集器获取线路或站场的图像数据，构建基于深度学习的停留车识别模型用于压缩并提取所述图像数据的特征，构建轨道方向距离与目标的纵坐标之间的函数关系，基于函数关系确定沿轨道方向距离的估算值(cn116403153a)。该方法存在的问题是：雨雪等恶劣天气会影响图像采集器获取线路或站场的图像数据，导致恶劣天气条件下停留车定位精度降低；对于距离图像采集器较远的位置，估算距离的精度较差，定位距离受限。

5、(3)使用无人机对股道按顺序巡航，无人机上搭载的单目结构光相机采集深度图像数据，分析服务器根据无人机定位信息对深度图像数据进行融合拼接，并对图像数据进行算法识别，输出所巡航股道的停留车位置(cn117465507a)。该方法存在的问题是：无人机对每条股道巡航完毕以及对所有股道按顺序巡航完毕都需要一定时间，无法满足调车自动驾驶对股道停留车位置检测的实时性要求；当调车自动驾驶完成一钩作业后，作业股道的停留车数量和位置都会发生变化，这时需要无人机重新对该股道巡航，效率低下。

6、(4)在每条调车线的股道内设置定位与信息采集装置，该装置包括移动车体、直线电机、位移传感器、控制主机、停留车辆定位识别传感器、毫米波跟踪测速测距雷达，直线电机的动子和定子感应铝板分别设置于移动车体和股道中心，使得所述定位与信息采集装置可以在股道上移动，实时识别停留车位置(cn220130130u)。该方法存在的问题是：定位与信息采集装置组成结构复杂，成本高，且需要在每条股道中心位置铺设定子感应铝板作为移动车体滑轮的轨道，施工量大，大规模实施性差。

7、现有技术尚未见能够准确、快速、实时、易于大规模实施、低成本地对股道停留车进行检测定位的方法，成为制约调车自动驾驶发展的关键因素。

技术实现思路

1、本发明提供了一种铁路股道停留车检测方法和检测系统，利用漏缆实现多目标定位，解决现有技术不能对股道停留车进行准确、快速、实时定位的问题。

2、本发明的铁路股道停留车检测方法，包括：在股道上设置漏缆，漏缆上周期性的开有槽孔，漏缆一端连接导波雷达，另一端连接终端负载；导波雷达向漏缆发射定位脉冲，定位脉冲经由漏缆的槽孔向外辐射，遇到股道停留车底部后被反射形成多个回波脉冲，所述多个回波脉冲通过所述槽孔耦合进漏缆，被导波雷达接收；导波雷达根据定位脉冲经由不同槽孔形成的所述多个回波脉冲相对于发射的定位脉冲的延时，计算出股道停留车两端的位置。

3、进一步地，所述定位脉冲采用均匀脉冲串，脉冲串包括多个子脉冲；所述槽孔之间的间距需使得：任何情况下停留车覆盖的槽孔个数都大于等于脉冲串内子脉冲个数，且电磁波往返槽孔间隔的时间等于子脉冲重复周期；导波雷达接收到的多个回波脉冲包括每个子脉冲经由不同槽孔辐射出去再反射回来的回波脉冲，导波雷达将不同子脉冲经由不同槽孔获得的同一时刻的回波脉冲进行叠加，并根据叠加后的回波信号峰值波段相对于第一个子脉冲的延时计算出股道停留车两端的位置。

4、进一步地，所述定位脉冲采用均匀脉冲串，脉冲串包括多个子脉冲；所述槽孔之间的间距需使得电磁波往返槽孔间隔的时间小于子脉冲重复周期，且子脉冲重复周期大于子脉冲往返定位距离最远端的时间；每个子脉冲经由不同槽孔辐射出去再反射回来的回波脉冲形成一个回波脉冲串，导波雷达将不同子脉冲重复周期内接收到的回波脉冲串进行叠加，并根据叠加后的回波脉冲串中第一个回波脉冲和最后一个回波脉冲相对于第一个子脉冲的延时计算出股道停留车两端的位置。

5、导波雷达在发送所述脉冲串定位信号时，交替发送格雷码以及互补格雷码；导波雷达接收到回波脉冲后，分别计算格雷码的自相关值以及互补格雷码的自相关值，并将两次的自相关值相加，由此提高回波脉冲的信噪比。

6、当对股道停留车进行定位时，所述终端负载为匹配负载，所述匹配负载将传输至漏缆终端的定位脉冲吸收，避免定位脉冲在漏缆内部来回反射，造成对回波脉冲的干扰；当股道没有车占用时，调整终端负载的阻抗值，使其不再为匹配负载，导波雷达发射自检脉冲，终端负载对自检脉冲进行反射，通过接收自检脉冲的反射波，实现导波雷达和漏缆健康状态的自检。

7、本发明还提供了一种铁路股道停留车检测系统，用于实现所述股道停留车检测方法，所述检测系统包括导波雷达、漏缆、终端负载；漏缆上周期性的开有槽孔，漏缆一端连接导波雷达，另一端连接终端负载；所述导波雷达包括发射机模块、接收机模块、信号处理模块、收发开关；发射机模块用于发射所述定位脉冲；接收机模块用于接收所述多个回波脉冲；信号处理模块用于根据所述多个回波脉冲相对于发射的定位脉冲的延时，计算出股道停留车两端的位置；发射机模块和接收机模块均与收发开关连接，通过收发开关的转换选择向所述漏缆发射所述定位脉冲或是从所述漏缆接收所述多个回波脉冲，向漏缆发射所述定位脉冲与从漏缆接收所述多个回波脉冲分时进行。

8、进一步地，导波雷达设置在股道入口处，导波雷达和漏缆的所述一端之间设置延迟线，漏缆的所述一端也位于股道入口处。

9、进一步地，导波雷达位于股道中部，导波雷达具有两组发射机模块和接收机模块，两组发射机模块和接收机模块分别通过相应的收发开关连接对称设置的两段漏缆，两段漏缆分别向股道入口和股道终点延伸。

10、进一步地，与导波雷达连接的漏缆包括多段，在相邻两段漏缆之间设置中继器。

11、进一步地，所述终端负载的阻抗可调，当对股道停留车进行定位时，所述终端负载为匹配负载；当股道没有车占用时，调整终端负载的阻抗值，使其不再为匹配负载。

12、本发明的有益效果在于：本发明的铁路股道停留车检测方法和检测系统，根据定位脉冲经由不同槽孔形成的多个回波脉冲相对于发射的定位脉冲的延时计算距离，实现了多目标的定位；本发明采用多脉冲空间累积或时间累积的方式增加回波信号的强度，提高了回波信号的信噪比，使得导波雷达能更准确地辨识回波脉冲的延时，既保证停留车位置计算的准确性，又保证导波雷达作用距离达到工程可用性；电磁波往返漏缆的时间很短，本发明的方法和系统能够对停留车进行快速、实时定位，且检测系统以半双工的方式工作，使得只需要一根漏缆即可完成探测信号的发送和回波信号的接收，不必再分别设置发射缆和接收缆，降低了系统成本；本发明采用互补正交的格雷码实现定位脉冲压缩，在保证定位距离的前提下，获得较精确的距离分辨能力；本发明的检测方法和检测系统，不仅能用于对停留车的精确定位，还能用于在轨道电路分路不良时检测轨道的占用状态。